Pomysły na zmysły danio pręgowanego
Unerwienie organów, tj. docieranie nerwów do danej części ciała, ma kluczowe znaczenie dla zachowania, zdolności przetrwania i jakości życia organizmu. Mimo licznych pokrewnych badań skupiających się na rozwoju embrionalnym, stosunkowo mało wiadomo o długofalowej dynamice unerwienia organów. Celem projektu "Określenie i dopracowanie unerwienia sensorycznego w systemie linii bocznej danio pręgowanego" (Sensory innervation) było uzupełnienie tej luki w wiedzy. Naukowcy w pierwszej kolejności zajęli się zbadaniem roli, jaką odgrywa aktywność neuronów i architektura organu sensorycznego w sposobie rozgałęziania się neuronów. Rozgałęzianie neuronów sterowane jest przez sygnały kierujące neuryty do określonych miejsc docelowych oraz przez przestrzenne rozmieszczenie komórek docelowych. Z uwagi na różne trudności wiążące się z badaniem tych procesów u ludzi, wcześniejsze badania dowiodły, że organy sensoryczne kręgowców są doskonałym modelem do analizowania sposobu, w jaki nawiązywane i utrzymywane są połączenia nerwowe. Jako system modelowy do badania unerwienia wybrano zatem linię boczną danio pręgowanego. Linia boczna, której struktura i fizjologia jest taka sama jak w przypadku ucha wewnętrznego ssaków, jest funkcjonalnie wyrafinowanym, ale prostym z anatomicznego punktu widzenia mechanoreceptorem. Linia boczna składa się z tzw. neuromastów, zbudowanych z rdzenia komórek rzęsatych unerwionych co najmniej dwoma neuronami aferentnymi, przewodzącymi impulsy do mózgu lub rdzenia kręgowego. Komórki rzęsate potrafią się szybko regenerować i ponownie tworzyć połączenia nerwowe, nawet po pełnym rozwinięciu się neuromastów. Ten prosty model rozgałęziania neuronów pozwala na badanie procesów in vivo, w długim okresie czasu i w różnych warunkach. Badacze przeprowadzili intensywne badanie procesów odpowiedzialnych za doskonalenie i przemodelowywanie architektury sensoryczno-neuronalnej w linii bocznej, aby dowiedzieć się, co wpływa na odpowiednie unerwienie komórek rzęsatych. Wyniki analizy pokazują, że podczas regeneracji komórek rzęsatych neurony aferentne w sposób precyzyjny określają polaryzację, dzięki czemu możliwe jest ponowne ustanowienie synaps z identycznie zorientowanymi komórkami docelowymi. W celu lepszego poznania tego mechanizmu selekcji opracowano prostą metodę umożliwiającą zbieranie ważnych informacji na temat określonych zakończeń neurytowych, a tym samym skorelowanie orientacji komórek rzęsatych z pojedynczymi neuronami aferentnymi na poziomie podkomórkowym. U niesłyszących mutantów danio pręgowanego komórki rzęsate rozmieszczały się obficie na peryferiach linii bocznej, wykazywały mniejszą stabilność i dokonywały nieprawidłowych wyborów komórek docelowych. Wskazuje to na istotną rolę, jaką odgrywa aktywność komórek rzęsatych w mechanizmach rozwojowych dotyczących peryferyjnego rozgałęziania i rozpoznawania komórek docelowych. Wyniki badań projektu Sensory innervation mogą posłużyć do dalszych badań nad sposobem, w jaki zwierzęta zachowują zdolności sensoryczne przez całe życie.
